Scheda Tecnica LED LTL-R42NM1H229 - Montaggio Forato - Giallo/Verde - 20mA - 52mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL-R42NM1H229 è un LED a montaggio forato progettato come Indicatore per Circuiti Stampati (CBI). È composto da un supporto plastico nero ad angolo retto (housing) che ospita due distinti LED. Questo componente è progettato per un montaggio semplice e diretto su circuiti stampati (PCB), offrendo una soluzione affidabile ed economica per l'indicazione di stato.

1.1 Vantaggi Principali

• Facilità di Montaggio:Il design è ottimizzato per un montaggio semplice ed efficiente sui circuiti stampati.
• Contrasto Migliorato:Il materiale nero dell'housing garantisce un elevato rapporto di contrasto, migliorando la visibilità dei LED accesi.
• Efficienza Energetica:Caratterizzato da basso consumo energetico ed alta efficienza luminosa.
• Conformità Ambientale:Prodotto senza piombo conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Opzione Doppio Colore:Integra due colori LED distinti: un giallo standard (circa 589nm) e un verde/giallo-verde (circa 569nm).

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche che richiedono chiare luci di stato o indicatori. I settori applicativi principali includono:

• Apparecchiature di Comunicazione
• Computer e Dispositivi Periferici
• Elettronica di Consumo
• Sistemi di Controllo Industriale

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati per il LED LTL-R42NM1H229.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Dissipazione di Potenza (P_D):52 mW per LED. Questa è la potenza massima che il LED può dissipare continuamente ad una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. Superare questo limite rischia danni termici.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60 mA. Questa corrente è ammessa solo in condizioni pulsate (duty cycle ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 0.1ms). Non deve essere utilizzata per funzionamento in DC.
• Corrente Diretta Continua (I_F):20 mA. Questa è la massima corrente diretta continua raccomandata per un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-30°C a +85°C. Il dispositivo è progettato per funzionare entro questo intervallo di temperatura ambiente.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-40°C a +100°C. Il dispositivo può essere conservato in sicurezza entro questi limiti quando non in funzione.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 2.0mm (0.079\") dal corpo del LED. Definisce la tolleranza del profilo termico durante i processi di saldatura manuale o a onda.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a T_A=25°C e I_F=10mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_V):Una misura chiave della luminosità.
  • LED Giallo: Tipica 11 mcd, con intervallo da 3.8 mcd (Min) a 30 mcd (Max).
  • LED Verde/Giallo-Verde: Tipica 19 mcd, con intervallo da 8.7 mcd (Min) a 50 mcd (Max).
  • Nota:La misurazione include una tolleranza di test di ±15%. Il LED verde mostra una luminosità tipica superiore.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):100 gradi per entrambi i colori. Questo ampio angolo di visione garantisce che il LED sia visibile da un'ampia gamma di posizioni rispetto al suo asse.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):La lunghezza d'onda alla quale l'intensità della luce emessa è massima.
  • Giallo: 591 nm
  • Verde: 572 nm
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Rappresenta il colore percepito della luce.
  • Giallo: 589 nm (intervallo 584-594 nm)
  • Verde/Giallo-Verde: 569 nm (intervallo 566-574 nm)
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Circa 15 nm per entrambi i colori, indicando un'emissione di colore relativamente pura e stretta.
• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 2.0V, con un massimo di 2.5V a I_F=10mA. Questa bassa tensione è compatibile con comuni circuiti logici a bassa tensione.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 μA a V_R=5V.Nota Critica:Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questo parametro è solo per scopi di test. Applicare tensione inversa in circuito può danneggiare il LED.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare i LED in base alla loro intensità luminosa (I_V) e tonalità (lunghezza d'onda dominante). Ciò garantisce coerenza all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono suddivisi in bin (A, B, C, D) in base alla loro emissione luminosa misurata a 10mA. La specifica indica una tolleranza di ±15% per ogni limite di bin I_V. Ciò significa che i LED all'interno dello stesso bin avranno livelli di luminosità molto simili, aspetto cruciale per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme tra più indicatori.

3.2 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda)

I LED sono ulteriormente categorizzati per la loro lunghezza d'onda dominante. La tolleranza per ogni bin di tonalità è di ±1nm. Questo stretto controllo garantisce una variazione di colore minima tra singoli LED dello stesso colore nominale (giallo o verde), importante per la coerenza estetica e i sistemi di indicatori a codice colore.

La tabella dei bin (es. codici come L2, L3, H06, 3ST) correla specifiche combinazioni di bin di intensità luminosa e tonalità ai codici prodotto finali (A, B, C, D), consentendo una selezione precisa in base ai requisiti applicativi.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve caratteristiche tipiche, il comportamento standard del LED può essere dedotto:

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

I LED sono diodi e presentano una relazione I-V non lineare. La tensione diretta (V_F) ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura di giunzione. La V_Fspecificata di ~2.0-2.5V a 10mA è un parametro chiave per progettare la resistenza limitatrice di corrente nel circuito di pilotaggio.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa (I_V) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta (I_F) entro l'intervallo operativo raccomandato (fino a 20mA). Pilotare il LED oltre questa corrente aumenterà la luminosità ma anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione, potenzialmente riducendo la durata di vita e causando uno spostamento di colore.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Le prestazioni del LED sono sensibili alla temperatura. L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. L'intervallo di temperatura operativa specificato di -30°C a +85°C definisce le condizioni ambientali in cui le caratteristiche ottiche pubblicate sono valide. Il funzionamento a temperature più elevate comporterà una ridotta emissione luminosa.

5. Informazioni Meccaniche & di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo presenta un design a montaggio forato ad angolo retto. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza predefinita di ±0.25mm salvo diversa indicazione specifica sul disegno dimensionale.
• Il materiale dell'housing è plastica nera.
• LED1 è il colore verde/giallo-verde con una lente diffondente verde corrispondente.
• LED2 è il colore giallo con una lente diffondente gialla corrispondente.

Nota: Il disegno dimensionale esatto è referenziato nella scheda tecnica ma non riprodotto qui in forma testuale. I progettisti devono fare riferimento al disegno originale per i dettagli precisi di posizionamento e footprint.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED a montaggio forato, il catodo è tipicamente identificato da un bordo piatto sulla lente del LED, un terminale più corto o una marcatura sull'housing. Il disegno dimensionale della scheda tecnica dovrebbe indicare chiaramente la polarità. La polarità corretta è essenziale; una connessione inversa impedirà l'illuminazione e potrebbe danneggiare il dispositivo se la tensione inversa supera i 5V.

5.3 Specifica di Imballaggio

Il prodotto è fornito in un imballaggio adatto per l'assemblaggio automatizzato o la manipolazione manuale. La specifica di imballaggio dettaglia la quantità per bobina, tubo o vassoio, e l'orientamento dei componenti all'interno dell'imballaggio per facilitare le macchine pick-and-place o prevenire danni durante trasporto e stoccaggio.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per garantire affidabilità e prevenire danni.

6.1 Condizioni di Stoccaggio

Per uno stoccaggio prolungato al di fuori della busta barriera all'umidità originale, si raccomanda di conservare i LED a ≤30°C e ≤70% di umidità relativa. Se rimossi dalla confezione originale, utilizzare entro tre mesi. Per stoccaggi più lunghi, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.

6.2 Pulizia

Se necessaria, utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico. Evitare detergenti chimici aggressivi o sconosciuti che potrebbero danneggiare la lente plastica o l'housing.

6.3 Formatura dei Terminali

Se i terminali devono essere piegati, ciò deve essere fattoprimadella saldatura, a temperatura ambiente. La piega deve essere effettuata ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare il corpo del LED come fulcro. Applicare una forza minima durante l'inserimento nel PCB per evitare stress meccanici sui terminali o sulla sigillatura in epossidico.

6.4 Parametri di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 2mm tra il punto di saldatura e la base della lente del LED. Non immergere la lente nella saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C. Tempo di contatto massimo 3 secondi per terminale. Eseguire una sola volta.
• Saldatura a Onda:
  • Preriscaldamento: Max 120°C per un massimo di 100 secondi.
  • Onda di Saldatura: Max 260°C.
  • Tempo di Saldatura: Max 5 secondi.
  • Posizione di Immersione: Non inferiore a 2mm dalla base della lente.
• Avvertenza:Temperature o tempi eccessivi possono fondere la lente plastica, degradare l'epossidico o causare un guasto catastrofico della giunzione del semiconduttore.

7. Raccomandazioni per il Design Applicativo

7.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire un funzionamento stabile e una lunga durata, deve essere utilizzata una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED. Il valore della resistenza (R) si calcola usando la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta del LED (utilizzare il valore tipico o massimo per un margine di progetto) e I_Fè la corrente diretta desiderata (≤20mA).

Modello Circuitale A (Raccomandato):Ogni LED ha la propria resistenza limitatrice di corrente dedicata. Ciò fornisce la migliore uniformità di luminosità e controllo individuale della corrente, compensando le lievi variazioni nelle caratteristiche I-V di ciascun LED.

Modello Circuitale B (Non Raccomandato per Uniformità):Più LED collegati in parallelo con una singola resistenza condivisa. Ciò può portare a differenze significative di luminosità tra i LED a causa delle variazioni naturali nella loro tensione diretta. Un LED con una V_Fleggermente inferiore assorbirà più corrente e apparirà più luminoso, potenzialmente portando a un consumo di corrente sbilanciato e a un'usura non uniforme.

7.2 Protezione ESD (Scarica Elettrostatica)

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Devono essere prese precauzioni durante la manipolazione e l'assemblaggio:

• Gli operatori dovrebbero indossare braccialetti o guanti antistatici collegati a terra.
• Tutte le postazioni di lavoro, gli strumenti e le attrezzature devono essere correttamente collegati a terra.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla lente plastica.
• Implementare un programma di formazione e certificazione ESD per il personale.

7.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (52mW per LED), garantire che il dispositivo operi entro il suo intervallo di temperatura specificato è vitale per mantenere l'emissione luminosa e la durata di vita. Evitare di posizionare il LED vicino ad altri componenti che generano calore. Un'adeguata spaziatura sul PCB consente un certo raffreddamento per convezione naturale.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

Il LTL-R42NM1H229 offre vantaggi specifici nella sua nicchia:

• Doppio Colore Integrato:L'inclusione di due colori indicatori distinti e comuni (giallo e verde/giallo-verde) in un unico housing compatto risparmia spazio sulla scheda rispetto all'uso di due LED monocromatici separati.
• Design ad Angolo Retto:L'housing ad angolo retto dirige la luce parallelamente alla superficie del PCB, ideale per applicazioni di indicatori frontali o illuminati lateralmente dove la direzione di visione è laterale, non dall'alto.
• Housing Nero:Fornisce un contrasto superiore quando il LED è spento, rendendo lo stato illuminato più pronunciato, specialmente in condizioni di luce ambientale intensa.
• Package a Montaggio Forato Standard:Offre robustezza meccanica e facilità di saldatura manuale per prototipazione o produzione a basso volume, rispetto ai dispositivi a montaggio superficiale che richiedono processi di assemblaggio più precisi.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED a 30mA per una luminosità extra?

R: No. Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua è 20mA. Operare a 30mA supera questo rating, il che aumenterà significativamente la temperatura di giunzione, accelererà il decadimento del flusso luminoso e probabilmente causerà un guasto prematuro. Rimanere sempre entro le condizioni operative raccomandate.

D2: La tensione diretta è elencata come 2.0V (Tip.) a 2.5V (Max.). Quale valore devo usare per il calcolo della mia resistenza limitatrice?

R: Per un design robusto che garantisca che la corrente non superi mai il rating massimo anche con le tolleranze dei componenti, utilizzare ilvalore massimo V_F(2.5V) nel calcolo. Ciò garantisce che la corrente effettiva sarà pari o inferiore al target anche se la V_Fdel LED è al limite inferiore del suo intervallo.

D3: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R:La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P)è la lunghezza d'onda fisica dove la potenza spettrale in uscita è massima.La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è un valore calcolato basato sulla percezione del colore umana (diagramma di cromaticità CIE); è la lunghezza d'onda di una luce monocromatica pura che apparirebbe dello stesso colore del LED. λ_dè più rilevante per descrivere il colore percepito.

D4: Posso usare questo LED all'aperto?

R: La scheda tecnica afferma che è adatto per segnaletica interna ed esterna. Tuttavia, per ambienti esterni aggressivi con esposizione diretta a UV, umidità e ampie escursioni termiche, sono necessarie considerazioni progettuali aggiuntive, come un rivestimento conformante sul PCB, un involucro protettivo e la verifica delle prestazioni agli estremi di temperatura.

10. Caso Pratico di Design & Utilizzo

Scenario: Progettazione di un indicatore a doppio stato per un router di rete.

Il LTL-R42NM1H229 è ideale. Il LED verde può indicare "Alimentazione Accesa/Sistema Normale", mentre il LED giallo può indicare "Attività di Rete" o "Avviso".

Implementazione:

1. Posizionare il componente sul PCB vicino al pannello frontale.

2. Progettare due circuiti di pilotaggio indipendenti, ciascuno con una resistenza limitatrice calcolata per una corrente di pilotaggio di 15mA (ben entro il limite di 20mA) utilizzando un'alimentazione a 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.015A ≈ 167Ω (utilizzare una resistenza standard da 180Ω o 150Ω).

3. Collegare l'anodo del LED verde a un pin GPIO impostato alto per lo stato "Normale".

4. Collegare l'anodo del LED giallo a un diverso pin GPIO che commuta con l'attività dati.

5. Assicurarsi che il layout del PCB mantenga la distanza di 2mm tra saldatura e lente.

6. Durante l'assemblaggio, seguire precisamente le linee guida ESD, formatura terminali e saldatura.

Ciò si traduce in un sistema di indicazione di stato pulito, professionale e affidabile utilizzando un singolo footprint di componente.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta è applicata attraverso la giunzione p-n, gli elettroni del materiale di tipo n si ricombinano con le lacune del materiale di tipo p nella regione attiva. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore specifico (lunghezza d'onda) della luce emessa è determinato dal bandgap energetico dei materiali semiconduttori utilizzati nella costruzione del chip LED. I colori giallo e verde in questo dispositivo sono ottenuti utilizzando diverse composizioni di materiali semiconduttori (es. AlInGaP per il giallo, InGaN per il verde). La lente plastica diffondente sopra il chip serve a diffondere la luce, creando l'ampio angolo di visione di 100 gradi.

12. Tendenze Tecnologiche

Il LED a montaggio forato rimane un punto fermo nell'elettronica per la sua semplicità e durata, specialmente in applicazioni che richiedono alta resistenza meccanica o dove l'assemblaggio manuale è prevalente. La tendenza generale del settore, tuttavia, è verso i LED a montaggio superficiale (SMD), che offrono footprint più piccoli, profilo più basso e compatibilità con linee di assemblaggio automatizzate pick-and-place ad alta velocità, riducendo i costi di produzione per prodotti ad alto volume. Inoltre, i progressi nella tecnologia dei chip LED continuano a migliorare l'efficienza luminosa (più luce in uscita per watt di ingresso elettrico), consentendo correnti di pilotaggio più basse per ottenere la stessa luminosità, il che migliora l'efficienza energetica e le prestazioni termiche. I principi di un attento controllo della corrente, gestione termica e protezione ESD rimangono universalmente critici per tutti i tipi di package LED.